3d打印系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請屬于3D打印領(lǐng)域，特別是涉及一種設(shè)有高壓發(fā)生器的3D打印系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，通過軟件為目標實物建立數(shù)字模型，并將模型分成一系列2D的打印切片，依靠數(shù)控成型系統(tǒng)逐層打印成型，最終累積成實物的制造技術(shù)。與傳統(tǒng)制造業(yè)通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行加工制造不同，3D打印制造技術(shù)不需要復雜的工藝和繁多的設(shè)備就可以制造出任意構(gòu)型的產(chǎn)品，可以減少模具損耗，避免人為失誤，降低生產(chǎn)成本和勞動強度。因此近年來3D制造技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注。
[0003]目前的3D制造技術(shù)主要有:(I)熔融沉積成型技術(shù)(FDM)，將熱熔性原材料加熱融化，從噴頭連續(xù)擠出，擠出部分的材料冷卻固化，與前面的材料熔結(jié)在一起形成實物，理論上該技術(shù)可以打印所有的熱塑性塑料和金屬，但由于金屬材料的熔點一般都很高，從3D打印設(shè)備自身耐熱性和成本考慮，F(xiàn)DM目前主要作為塑料材料的成型技術(shù)。(2)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)，將粉末狀材料平鋪在工作臺上并刮平，用高強度的激光器在剛鋪的粉末層上掃描出零件截面，材料粉末在高強度的激光照射下被燒結(jié)在一起，得到零件的截面，降低工作臺，重復鋪粉和燒結(jié)的過程，累積出實物，高強度的激光發(fā)生器是基于SLS技術(shù)的3D打印設(shè)備必要的組成部分，造成了這些設(shè)備都比較昂貴。(3)噴墨技術(shù)，一種是德國Voxeljet公司采用的類似SLS的生產(chǎn)方式，在工作臺上平鋪材料粉末，從噴嘴噴灑出膠粘劑液滴覆蓋零件截面，將粉末材料吸附固化在一起；另一種是以色列Objet公司(現(xiàn)已被美國Stratasys公司并購)的Polyjet技術(shù),該技術(shù)是直接將液體狀的感光聚合材料從噴嘴一層一層地噴射到構(gòu)建托盤上，每一層感光聚合材料在被噴射后立即用紫外線光進行固化，直至部件制作完成。
[0004]噴墨技術(shù)與前面兩種技術(shù)相比設(shè)備簡單，可以直接使用現(xiàn)有的2D噴墨打印機噴頭及主要傳動部件；能耗低，室溫下就可以使膠粘劑或者感光材料固化成型。但是噴墨技術(shù)的發(fā)展也受到一些因素的制約，比如液體材料的粘度大容易堵塞噴嘴造成設(shè)備損耗，而且粘度大的液體在噴嘴處形成的液滴體積也較大，圖案分辨率降低，另外高粘度的膠粘劑也不容易滲透平鋪的粉末層；而液滴粘度太小，滴落后鋪展的形狀不容易控制，實物結(jié)構(gòu)松垮。液滴體積對噴墨打印的實物也有影響，液滴體積越大，精密度越差，實物越粗糙；反之，液滴體積越小，打印機分辨率越高，實物越細致，但是打印速度卻越慢，目前3D噴墨打印設(shè)備的分辨率大多是600dpi，“墨滴”直徑在幾十個微米左右，仍不能滿足高精密加工的需求。此外，傳統(tǒng)的噴墨技術(shù)僅靠重力控制墨滴的滴落，空氣流動、界面浸潤性等外界因素都會影響截面圖案的準確度，對實物性能造成不可預計的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的提供一種3D打印系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中圖案分辨率低、打印速度慢的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
本發(fā)明公開了一種3D打印系統(tǒng)，包括:
工作臺；
墨盒，儲存有固化材料；
嗔頭；
驅(qū)動泵，將墨盒內(nèi)的固化材料輸送至噴頭；
高壓發(fā)生器，連接于所述噴頭，并使得噴出的固化材料帶有電荷。
[0007]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述高壓發(fā)生器的工作電壓大于OkV，小于等于60kV。
[0008]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述固化材料為膠粘劑。
[0009]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述所述3D打印系統(tǒng)還包括伺服機構(gòu)，所述伺服機構(gòu)連接于所述工作臺并控制工作臺三維運動，所述工作臺上方還設(shè)有鋪粉輥。。
[0010]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述固化材料為液態(tài)的感光材料，所述3D打印系統(tǒng)還包括引起所述感光材料光固化的紫外光發(fā)生器。
[0011]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述3D打印系統(tǒng)還包括伺服機構(gòu)，所述伺服機構(gòu)連接于所述噴頭并控制噴頭三維運動。
[0012]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述3D打印系統(tǒng)還包括驅(qū)動所述帶有電荷的固化材料向下運動的電場系統(tǒng)。
[0013]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述固化材料帶有正電荷，所述工作臺接地。
[0014]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述3D打印系統(tǒng)還包括用以確定所述噴頭相對于工作臺水平和垂直位置的定位系統(tǒng)。
[0015]優(yōu)選的，在上述的3D打印系統(tǒng)中，所述3D打印系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器連接于所述驅(qū)動泵。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:在噴頭處連接高壓發(fā)生器使液滴帶有正電荷，在電場作用下液滴發(fā)生劈裂，使液滴的體積變小，3D噴墨打印系統(tǒng)的分辨率得以提高；將噴墨液滴置于電場之中，為液滴提供了除重力外的另一驅(qū)動力，使液滴的滴落軌跡更加準確，而且可以使更大粘度的液體材料也得以從噴頭噴出。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1所示為本發(fā)明第一實施例中3D打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2所示為本發(fā)明第二實施例中3D打印系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]實施例1
參圖1所示，在本發(fā)明第一實施例中，3D打印系統(tǒng)包括墨盒11、驅(qū)動泵12、噴頭13、高壓發(fā)生器14、工作臺15、鋪粉輥16、控制器以及定位系統(tǒng)。
[0021]墨盒11用以存儲3D噴墨打印所需的膠粘劑。膠粘劑是用醋酸丁酯調(diào)節(jié)的丙烯酸酯膠粘劑，粘度在0.4^0.5 Pa.s之間。
[0022]墨盒11和驅(qū)動泵12之間連接有連接管17，驅(qū)動泵12用于向噴頭13輸送墨盒11中存儲的膠粘劑。
[0023]可調(diào)的高壓發(fā)生器14與噴頭13連接，使得噴出的膠粘劑液滴帶有正電荷?？烧{(diào)的高壓發(fā)生器14的工作電壓范圍為+12kV、15kV。
[0024]膠粘劑的大小是通過控制驅(qū)動泵的流量和高壓發(fā)生器的電壓來控制的。
[0025]鋪粉輥16用于在工作臺15上平鋪粉末原材料。原材料為粒徑約為8(Tl50nm的納米ZnO粉末。
[0026]工作臺15在伺服機構(gòu)的作用下可實現(xiàn)三維運動，工作臺15的表面用于鋪放實物成型所需的粉末狀原材料